Die Darcy-Weisbach-Gleichung ist eine weit verbreitete Methode zur Berechnung der Druckverluste aufgrund von Reibung in Rohren. In diesem Artikel wird erläutert, wie die Berechnung der Liniendimensionierung in P&ID-Diagrammen unter Verwendung der Darcy-Weisbach-Gleichung durchgeführt wird.

Darcy-Weisbach-Gleichung verstehen

Die Darcy-Weisbach-Gleichung bezieht den Druckverlust aufgrund von Reibung in einem Rohr auf die Strömungseigenschaften und Rohreigenschaften.

ΔP = f * (L/D) * (ρ * v2 / 2)

Wobei:

  • ΔP: Druckverlust
  • f: Darcy-Reibungsfaktor
  • L: Länge der Pfeife
  • D: Durchmesser des Rohres
  • ρ: Fluiddichte
  • v: Geschwindigkeit der Flüssigkeit

Schritte zur Berechnung der Liniengrößen

Um eine Linie mit der Darcy-Weisbach-Gleichung zu sortieren, folgen Sie diesen Schritten:

  • Bestimmen Sie die erforderliche Durchflussmenge (Q) für das System.
  • Die Fluidgeschwindigkeit (v) wird unter Verwendung der Durchflussmenge und der Rohrquerschnittsfläche berechnet.
  • Der Darcy-Reibfaktor (f) wird auf der Grundlage des Rohrmaterials und des Durchflussregimes geschätzt.
  • Berechnen Sie den im System zulässigen Druckverlust (ΔP).
  • Lösen Sie die Darcy-Weisbach-Gleichung für den Rohrdurchmesser (D).

Beispielrechnung

Angenommen, ein System benötigt eine Durchflussmenge von 0,05 m3/s, mit Wasser mit einer Dichte von 1000 kg/m3. Die Rohrlänge beträgt 50 Meter und der akzeptable Druckverlust 500 Pa. Unter der Annahme eines Darcy-Reibungsfaktors von 0,02 verläuft die Berechnung wie folgt:

Berechnung der Geschwindigkeit:

v = Q / A = 0,05 / (π * D2 / 4)

Umgeordnet, um für D zu lösen, beinhaltet der Prozess iterative Berechnungen, um den Durchmesser zu finden, der die Druckverlustbedingung erfüllt.